DE3706770A1 - Kreiselpumpe, insbesondere fuer geschirrspuelmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Bei einer bekannten Kreiselpumpe dieser Art (DE-OS 31 23 275) ist ein Pumpengehäuse am Gehäuse eines Elektromotors festgesetzt, von dem eine Antriebswelle in das Pumpengehäuse ragt. Am freien Ende der Antriebswelle sitzt ein zentral ansaugendes und radial förderndes Pumpenlaufrad, das an seiner dem Motor zugewandten, der zentralen Ansaugöffnung im Pumpengehäuse also abgewandten Stirnseite einen darin festgesetzten, koaxial zur Antriebswelle angeordneten Dichtungslaufring trägt. An diesem Dichtungslaufring liegt ein ebenfalls koaxial zur Antriebswelle angeordneter, über einen Dichtungsbalg mit dem Pumpengehäuse drehfest verbundener Dichtungsring an. Eine am Pumpengehäuse abgestützte Wendelfeder erzeugt eine Druckspannung, die den Dichtring in steter dichtender und gleitender Anlage mit dem Dichtungslaufring hält. Wird eine Kreiselpumpe dieser Art ohne den Zustrom von Flüssigkeit betrieben, dann entsteht durch die Reibung zwischen den Dichtungsringen Wärme, die von der zwischen dem Pumpenlaufrad und dem betreffenden Gehäuseteil eingeschlossene Luft nicht in ausreichendem Maße abgeführt werden kann. Hierdurch erhitzt sich insbesondere der Dichtungslaufring im Pumpenlaufrad.

Um ein Lösen dieses Dichtungslaufringes von dem Pumpenlaufrades zu vermeiden, muß demgemäß der Werkstoff, insbesondere Kunststoff entsprechend hoch wärmebelastbar sein. Spritzbare Kunststoffe mit ausreichender Wärmefestigkeit sind jedoch teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kreiselpumpe gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und bei einfachem konstruktiven Aufbau eine verbesserte Wärmeabfuhr vom Dichtungslaufring erreichen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.

Bei einem Aufbau einer Kreiselpumpe gemäß der Erfindung wird die insbesondere beim Trockengehen am Dichtungslaufring auftretende Wärmemenge über die Wärmeleitbrücke zur metallischen Antriebswelle hin abgeleitet. Aufgrund der erheblichen Wärmekapazität der Antriebswelle und ihrer Wärmeableitung über das benachbarte Wellenlager kann die Kreiselpumpe auch ohne Flüssigkeitskühlung der axialen Gleitdichtung über längere Zeiträume betrieben werden. Es besteht dann keine Gefahr der Überhitzung und damit der thermischen Erweichung des thermoplastischen Materials des Pumpenlaufrades, das daher aus einfachem, billigen Kunststoff gespritzt werden kann. Die Wärmeleitbrücke ist vorzugsweise als Ringscheibe ausgebildet, die mit einer zentralen Bohrung die Antriebswelle formschlüssig umschließt, um einen optimalen Wärmeübergang zu erreichen. Daher liegt auch ihre äußere Randzone plan und daher großflächig am Dichtungslaufring an. Um auch die Wärmeübergangsfläche im Bereich der Antriebswelle zu vergrößern, ist der Rand der Bohrung zu einem axial gerichteten Bund geformt, wobei zusätzlich der Innenmantel des Bundes wie der Außenmantel der Antriebswelle zumindest im gegenseitigen Überdeckungsbereich axial gerändelt sein können. Die Wärmeleitbrücke besteht aus gut wärmeleitendem Material wie Kupfer, Messing oder anderen laugenresistenten Materialen.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 Eine Kreiselpumpe mit Antriebsmotor und geschnittenem Pumpengehäuse sowie Pumpenlaufrad mit axialer Gleitringdichtung und

Fig. 2 Eine vergrößerte Darstellung im Bereich der axialen Gleitringdichtung

Ein als Umwälzpumpe für eine Geschirrspülmaschine zu verwendendes Pumpenaggregat weist einen elektrischen Antriebsmotor (1) auf, an den eine Kreiselpumpe mit einem Pumpengehäuse (2) und einem darin drehbar angeordneten Pumpenlaufrad (3) angeflanscht ist. Das Pumpengehäuse (2) weist einen zentralen Ansaugstutzen (4) und einen äußeren, sich spiralig erweiternden Ringkanal (5) auf, durch den die geförderte Flüssigkeit in einen nicht dargestellten Stutzen gefördert wird. Das Pumpenlaufrad (3) sitzt drehfest auf einem Ende einer Antriebswelle (6) des Antriebsmotors (1). Auf der dem Ansaugstutzen (4) des Pumpengehäuses (2) bzw. der den radial vom Zentrum aus nach außen führenden Förderschaufeln (7) abgewandten Seite des Laufrades (3) befindet sich ein Dichtungslaufring (8), der im Pumpenlaufrad (3) festgesetzt ist und mit radialem Abstand konzentrisch zur Antriebswelle (6) angeordnet ist. Am Dichtungslaufring (8) liegt ein axial angedrückter Dichtungsring (9) an, der flüssigkeitsdicht mit einem gummielastischen Dichtungsbalg (10) verbunden ist. Der Dichtungsbalg schließt an seinem Umfang dicht an die Innenfläche des benachbarten Abschnitts des Pumpengehäuses (2) an. Der Dichtungslaufring sitzt dabei über einen seinen Umfang umgreifenden gummielastischen Haltering (11) im Pumpenlaufrad (3) fest. Der Dichtungsbalg (10) schließt im übrigen das Pumpengehäuse (2) dicht ab zwischen dem Dichtungsring (9) und dem von der Antriebswelle (6) durchsetzten zylindrischen Ansatz (13) des Pumpengehäuses (2). Der Dichtungslaufring (8) besteht vorzugsweise aus einer für Flüssigkeitsdichtungen geeigneten Keramik, während der axial angedrückte Dichtungsring (9) aus harter Kohle oder einem mit Kohle versetzten Phenolharz bestehen kann. Der über den gummielastischen Dichtungsbalg (10) verdrehfest im Gehäuse (2) gehaltene Dichtungsring (9) wird im übrigen durch eine gewendelte Druckfeder (12) in Anlage mit dem Dichtungslaufring (8) gehalten, wobei sich die Druckfeder (12) mit ihrem im Antriebsmotor (1) zugewandten Ende im zylindrischen Ansatz (13) des Pumpengehäuses (2) abstützt. Die Windungen der Druckfeder (12) vermindern ihren Durchmesser in Richtung auf den Dichtungsring (9) zu, wobei die dem Dichtungsring (9) gegenüberliegende oberste Windung etwa dem Durchmesser des Dichtungsrings (9) entspricht und achsengleich dazu gegen die Wandung des Dichtungsbalgen (10) drückt.

Bei der Förderung von Flüssigkeit durch die Kreiselpumpe wird auch der Raum (13) zwischen dem Pumpenlaufrad (3) und dem Dichtungsbalg (10) mit Flüssigkeit gefüllt. Diese Flüssigkeit nimmt die durch die Gleitreibung zwischen dem umlaufenden Dichtungsring (8) und dem feststehenden Dichtungsring (9) entstehende Wärme auf. Es kommt dadurch zu keiner Erwärmung inbesondere des Dichtungslaufringes (8), welche den festen Sitz des Dichtungslaufringes (8) im Pumpenlaufrad (3) nachteilig beeinflussen kann. Läuft jedoch das Pumpenlaufrad um, ohne Flüssigkeit zu fördern und ist dabei der Raum (13) ebenfalls frei von Flüssigkeit, dann fehlt die erhöhte Abfuhr der durch die Gleitreibung erzeugten Wärme. Um hierbei eine Überhitzung des Dichtungslaufringes (8) zu vermeiden, die zu einer Erweichung des thermoplastischen Materials des Pumpenlaufrades (3) führen könnte, ist zwischen den Dichtungslaufring (8) und das Pumpenlaufrad (3) eine Wärmeleitbrücke (14) eingefügt, die mit der Antriebswelle (6) in wärmeleitender Verbindung steht. Die Wärmeleitbrücke (6) ist dabei durch eine Ringscheibe gebildet, die mit einer zentralen Bohrung die Antriebswelle (6) dicht umschließt und damit in metallischem Kontakt steht. Die äußere Randzone der Wärmeleitbrücke bzw. der Ringscheibe (14) liegt dagegen plan am Dichtungslaufring (8) an. Der keramische Dichtungslaufring (8) weist dabei eine gute Wärmeleitfähigkeit auf, wodurch die durch die Reibung erzeugte Wärmemenge über die parallel zur Gleitfläche verlaufende Stirnwand großflächig auf die Randzone der Ringscheibe (14) übertreten kann.

Die Ringscheibe (14) besteht vorzugsweise aus einem gut wärmeleitenden Material wie Kupfer oder Messing, das auch bei eventuell durch die Gleitdichtung (8, 9) austretenden Laugenresten nicht angegriffen wird.

Um den Wärmeübergangswiderstand zwischen der Ringscheibe (14) und der Antriebswelle (6) klein halten zu können, ist der Rand der Bohrung zu einem axial gerichteten Bund (15) geformt, dessen Innenmantel mit einer Rändelung versehen ist, die wie die Rändelung (16) auf dem das Pumpenlaufrad (3) tragenden Ende der Antriebswelle (6) in Längsrichtung der Antriebswelle (6) verläuft. Der Bund (15) sitzt somit formschlüssig über die Rändelung auf der Antriebswelle (6) und bietet daher den geforderten optimalen Wärmeübergang. Durch die Rändelung ist die Ringscheibe (14) dazu noch gegen Verdrehen gesichert. Am Dichtungslaufring (8) auftretende Wärme wird somit sicher auf die Antriebswelle (6) übertragen, die über ihre Wärmekapazität und ihren Wärmekontakt mit dem Antriebsmotor (1) in der Lage ist, die beim Trockengehen der Entleerungspumpe, also auch bei mit Luft gefülltem Raum (13) entstehende Wärme vom Dichtungslauf (8) abzuführen. Für das Material des Pumpenlaufrades braucht somit nur ein thermoplastischer Stoff verwendet zu werden, der höchstens der Temperatur von kochender Lauge widerstehen muß. Die Trockenlaufsicherheit der Entleerungspumpe ist somit voll gegeben und dabei eine Beschädigung des Pumpenlaufrades sicher vermieden.

Claims (5)

1. Kreiselpumpe, insbesondere Umwälzpumpe für Geschirrspülmaschinen, mit einem Pumpenlaufrad, das auf einer Antriebswelle festsitzt und einen koaxial zur Antriebswelle angeordneten Dichtungslaufring trägt, an dem dicht ein axial angedrückter, gegen Verdrehen gesicherter Dichtring anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungslaufring (8) über eine Wärmeleitbrücke (14) mit der Antriebswelle (6) verbunden ist.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitbrücke (14) eine Ringscheibe ist, die mit einer zentralen Bohrung die Antriebswelle (6) umschließt und deren äußere Randzone plan am Dichtungslaufring (8) anliegt.

3. Kreiselpumpe, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Bohrung zu einem axial gerichteten Bund (15) geformt ist, der die Antriebswelle dicht umschließt.

4. Kreiselpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenmantel des Bundes (15) wie der Außenmantel der Antriebswelle (6) zumindest im gegenseitigen Überdeckungsbereich axial gerändelt ist.

5. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitbrücke aus gut wärmeleitendem Material, wie Kupfer, Messing oder dergl. besteht.